JP7345040B2 - 透明アンテナ及びｒｆタグ - Google Patents

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Description

本発明は、透明アンテナ及びＲＦタグに関する。
例えば、自動車において、テレビ電波やＦＭ電波等の各種電波、カーナビゲーションシステムに用いられるＧＰＳ（global positioning system）衛星からの位置座標情報に関する電波等を受信するためのアンテナとして、フロントガラス等に設置されるフィルムアンテナが知られている。
また、フィルムアンテナは、輸送、搬送、製造、廃棄物管理、郵便物の追跡、航空機での手荷物照合、及び有料道路の通行料金管理を含む、多くの産業において幅広く使用される無線周波数識別（ＲＦＩＤ）としても使用される。ＲＦＩＤタグ及びラベルは、供給元から顧客に、及び顧客のサプライチェーンを通じて、配送を追跡するために有用である。
このようなフィルムアンテナとして、アンテナを導電性パターンにより形成することで、導電性パターンの不可視性を向上させる技術が提案されている（例えば、特許文献１～５参照）。
特開２０１１－６６６１０号公報 特開２０１１－９１７８８号公報 特開２０１７－１７５５４０号公報 特開２００３－２０９４２１号公報 特開２０１６－１０５６２４号公報
上記先行技術に記載のように、導電性パターンの微細化により、その不可視性が向上する。しかしながら、導電性パターンを微細化すると、アンテナを構成する導電性パターンとこれに電気的に接続されるＩＣチップとの接合が困難になる場合があった。
ここで、特許文献４には、ＩＣチップのボンディングに際し、事前にＩＣチップの周囲に子アンテナパターンを形成し、ＩＣチップラベルを生成し、その後、ＩＣチップラベルの子アンテナパターンが、基材上に形成された親アンテナパターンと導通するようにボンディングを行うことが開示されている。また、特許文献５には、異方性導電性ペースト（ＡＣＰ）を用いて、ＩＣチップとアンテナを構成する導電性パターンとを接合することが開示されている。
しかしながら、特に、パターンの不可視性を向上させるために、アンテナを形成するパターンが、例えば、線幅５μｍ以下の導電性細線を含む場合、アンテナを構成する導電性パターンとこれに電気的に接続されるＩＣチップとの接合が困難になる場合があった。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、半導体素子の接合性に優れた透明アンテナ及び該透明アンテナを備えるＲＦタグを提供することを目的とする。
本発明者らは、上記問題点を解決するために鋭意検討した。その結果、異方性導電性接着剤が接触する部分の導電性パターンの表面自由エネルギーと、透明基材の表面自由エネルギーを調整することにより、上記課題を解決し得ることを見出して、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下のとおりである。
〔１〕
透明基材と、
前記透明基材上に配設された、アンテナ部と、該アンテナ部と電気的に接合された接合部と、を有し、
前記接合部が、第１導電性パターンと、該第１導電性パターンが形成されていない第１開口部と、を有し、
前記アンテナ部が、第２導電性パターンと、該第２導電性パターンが形成されていない第２開口部と、を有し、
前記第１導電性パターンの表面自由エネルギーＥ１が、６０ｍＪ／ｍ２以下であり、
前記第１開口部における前記透明基材の表面自由エネルギーＥ０が、前記表面自由エネルギーＥ１よりも大きい、
透明アンテナ。
〔２〕
前記第２導電性パターンが、線幅Ｗ２が０．２５μｍ以上５．０μｍ以下の第２導電性細線を有する、
〔１〕に記載の透明アンテナ。
〔３〕
前記第１導電性パターンの高さＴ１が、０．０５μｍ以上、１．０μｍ以下であり、
前記第２導電性パターンの高さＴ２が、０．０５μｍ以上、１．０μｍ以下である、
〔１〕又は〔２〕に記載の透明アンテナ。
〔４〕
前記第１導電性パターンが第１導電性細線を有し、前記第２導電性パターンが第２導電性細線を有し、
前記第１導電性細線のピッチＰ１は、前記第２導電性細線のピッチＰ２よりも小さく、
前記ピッチＰ１が、１．０μｍ以上１０μｍ以下であり、
前記ピッチＰ２が、２０μｍ以上１０００μｍ以下である、
〔１〕～〔３〕のいずれか一項に記載の透明アンテナ。
〔５〕
単位面積当たりの第１導電性パターンの占有面積率Ｓ１は、単位面積当たりの第２導電性パターンの占有面積率Ｓ２よりも大きく、
前記占有面積率Ｓ１は、３０％以上９０％以下であり、
前記占有面積率Ｓ２は、０．１％以上１０．０％以下である、
〔１〕～〔４〕のいずれか一項に記載の透明アンテナ。
〔６〕
前記表面自由エネルギーＥ０と前記表面自由エネルギーＥ１との差（Ｅ０－Ｅ１）が、１０～３０ｍＪ／ｍ２である、
〔１〕～〔５〕のいずれか一項に記載の透明アンテナ。
〔７〕
〔１〕～〔６〕のいずれか一項に記載の透明アンテナと、
該透明アンテナの接合部と電気的に接合された半導体素子と、を備える、
ＲＦタグ。
〔８〕
前記半導体素子が、異方性導電性接着剤により、前記接合部と電気的に接合されたものである、
〔７〕に記載のＲＦタグ。
本発明によれば、半導体素子の接合性に優れた透明アンテナ及び該透明アンテナを備えるＲＦタグを提供することができる。
本実施形態のＲＦタグのストレイトタイプの態様を示す平面図である。 図１のＳ１ａの拡大図である。 本実施形態のＲＦタグのループタイプの態様を示す平面図である。 図３のＳ１ｂの拡大図である。 本実施形態のＲＦタグの接合部上に異方性導電性接着剤を介して半導体素子が接合されたときの概略断面図である。 図２及び図４のＳ２の拡大図（ａ）である。 図２及び図４のＳ３の拡大図（ａ）である。 本実施形態のＲＦタグの概略断面図である。
以下、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」という。）について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右などの位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
〔透明アンテナ〕
本実施形態の透明アンテナは、透明基材と、透明基材上に配設された、アンテナ部と、該アンテナ部と電気的に接合された接合部と、を有し、接合部が、第１導電性パターンと、該第１導電性パターンが形成されていない第１開口部と、を有し、アンテナ部が、第２導電性パターンと、該第２導電性パターンが形成されていない第２開口部と、を有し、第１導電性パターンの表面自由エネルギーＥ１が、６０ｍＪ／ｍ２以下であり、第１開口部における透明基材の表面自由エネルギーＥ０が、表面自由エネルギーＥ１よりも大きい。
図１に、本実施形態の透明アンテナ１０を備えるＲＦタグ１００の一態様を示す平面図を示す。本実施形態の透明アンテナ１０は、透明基材１１と、透明基材１１上に形成された集電部１２とアンテナ部１３とを有する。集電部１２は、アンテナ１３部と電気的に接続されるものであり、アンテナ部１３が所定の周波数に応答して発生した電気を、半導体素子１４に向かって集電する部分をいう。また、接合部１２１は、集電部１２のうち、半導体素子１４と接合する部分をいう。以下、集電部１２とその接合部１２１を区別する必要がなく、両方に関するものに関しては、「集電部１２（接合部１２１）」と表記することがある。また、単に「集電部１２」と記載する場合であっても、集電部１２における接合部１２１以外の部分を意味するものではない。
図２に、図１のＳ１ａの拡大図を示す。図２において、集電部１２は２以上の先端が対向した接合部１２１を有する。この接合部１２１には、異方性導電性接着剤などにより、半導体素子１４が電気的に接合される。また、アンテナ部１３は、その接合部１２１と電気的に接続され、所定の周波数の電波を受信して半導体素子１４に電気信号を伝えたり、半導体素子１４の出力に応じて所定の周波数の電波を送信したりすることができる。なお、図２では、台形状の集電部１２を示すが、集電部１２の形状はこれに制限されない。一例として、図２における集電部１２は、平面視において半導体素子の投影面積と同等～数倍の面積を有し、接合部１２１に半導体素子１４が接合された際に、集電部１２がほぼおおわれるものが好ましい。この場合、集電部１２は実質的に接合部１２１のみで構成されているともいえる。
図１には、２つのアンテナ部１３を有し、その間に接合部１２１を有する集電部１３が設けられたストレイトタイプの透明アンテナ１０及びＲＦタグ１００を示すが、集電部１２（接合部１２１）及びアンテナ部１３の態様はこれに制限されるものではない。例えば、本実施形態の透明アンテナ１０やＲＦタグ１００は、図３のように、集電部１２がループ形状になっており、ループ形状の集電部１２の周囲にアンテナ部１３が設置されたループタイプの透明アンテナ１０及びＲＦタグ１００であってもよい。
図４に、図３のＳ１ｂの拡大図を示す。図４に示すように、ループタイプの集電部１２は、ループの先端が対向した接合部１２１を有する。接合部１２１は、集電部１２の先端であって、半導体素子１４と接合する領域である。
また、本実施形態の透明アンテナは、λ／２ダイポールアンテナの構成に制限されず、接地型λ／４モノポールアンテナなど、他のアンテナ構成を有してもよく、それに応じて、集電部１２（接合部１２１）及びアンテナ部１３は種々の態様をとることができる。
次いで、半導体素子の接合性ついて説明する。上記のとおり、接合部１２１には、異方性導電性接着剤などにより、半導体素子１４が電気的に接合される。異方性導電性接着剤は、主に、エポキシ樹脂等の前駆体を含む樹脂バインダーと該樹脂バインダー中に分散した粒径３μｍ～１０μｍのＮｉ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ等の導電性微粒子を、例えば１０～３０重量％含むものであり、電極間にこれらを介在させて加熱しつつ圧力を加えることで、樹脂バインダーが押し広げられ、導電性微粒子が電極を電気的に接合するものである。この接合の工程の違いにより、異方性導電性接着剤は、フィルムタイプ、ペーストタイプ、または液体タイプなどが知られている。
このような接合では、導電性微粒子が電極を電気的に接合できるような厚さまで異方性導電性接着剤を押し広げる必要がある。そのため、接合する領域に対しては、異方性導電性接着剤が十分に濡れ広がることが望ましい。しかしながら、半導体素子の周辺領域に異方性導電性接着剤がにじみ出て濡れ広がりすぎると、ＲＦタグの外観不良を生じるほか、意図しない電気的接合も生じる可能性がある。特に、透明アンテナを用いた場合、半導体素子の周辺領域に異方性導電性接着剤に由来する金属質の部分が生じると、その金属質部分が特に目立ち、透明という商品価値を損なう結果となる。また、半導体素子の小型化によって、異方性導電性接着剤の使用量の調整はより困難となり、滲出による歩留まりの低下が生じやすい傾向にある。
これに対して、本実施形態においては、接合部１２１における表面自由エネルギーを調整することにより、異方性導電性接着剤の電気的な接合信頼性を向上させ、異方性導電性接着剤の滲出による外観不良を抑制する。具体的には、第１導電性パターンと該第１導電性パターンが形成されていない第１開口部とを有する接合部１２１を用いる。そして、第１導電性パターンの表面自由エネルギーＥ１を６０ｍＪ／ｍ２以下とし、第１開口部における透明基材の表面自由エネルギーＥ０が、表面自由エネルギーＥ１よりも大きくなるように調整する。
これにより、接合部１２１には、異方性導電性接着剤が濡れやすい部分（第１開口部３０１）と、濡れにくい部分（第１導電性パターン３００）を形成することができる。図５に、接合部１２１上に異方性導電性接着剤を介して、半導体素子１４が接合されたときの概略断面図を示す。図５に示すように、第１開口部３０１では、異方性導電性接着剤が濡れやすく、これにより、導電性微粒子２１が第１導電性パターン３００と半導体素子１４とを接合しやすくなる。そのため、接合不良が低減し、配線接合の安定性がより向上する。また、第１導電性パターン３００では、異方性導電性接着剤が濡れにくく、第１導電性パターン３００を超えて異方性導電性接着剤が滲出することを抑制することが可能となり、パターン間での異方性導電性接着剤の広がりの停止位置を精度よく制御することができる。
上記のような観点から、表面自由エネルギーＥ０と表面自由エネルギーＥ１との差（Ｅ０－Ｅ１）は、好ましくは１０～３０ｍＪ／ｍ２であり、より好ましくは１５～２５ｍＪ／ｍ２であり、さらに好ましくは１７～２２ｍＪ／ｍ２である。差（Ｅ０－Ｅ１）が１０ｍＪ／ｍ２以上であることにより、異方性導電性接着剤が濡れやすい部分と濡れにくい部分の差がより大きくなり、異方性導電性接着剤の滲出がより抑制される傾向にある。また、差（Ｅ０－Ｅ１）が３０ｍＪ／ｍ２以下であることにより、第１導電性パターン３００の濡れ性が低下しすぎることによる接合不良をより抑制できる傾向にある。
また、同様の観点から、表面自由エネルギーＥ０は、好ましくは４５～１００ｍＪ／ｍ２であり、より好ましくは５０～９０ｍＪ／ｍ２であり、さらに好ましくは６０～８０ｍＪ／ｍ２である。表面自由エネルギーＥ０が４５ｍＪ／ｍ２以上であることにより、第１開口部３０１に異方性導電性接着剤が充填されやすく、半導体素子１４の接合信頼性がより向上する傾向にある。また、表面自由エネルギーＥ０が１００ｍＪ／ｍ２以下であることにより、透明基材の開口部と異方性導電性接着剤の濡れ性が担保され、気泡の巻き込み等を防止でき、接着安定性がより向上する傾向にある。
さらに、同様の観点から、表面自由エネルギーＥ１は、６０ｍＪ／ｍ２以下であり、好ましくは１０～６０ｍＪ／ｍ２であり、より好ましくは２０～６０ｍＪ／ｍ２であり、さらに好ましくは３０～６０ｍＪ／ｍ２である。表面自由エネルギーＥ１が１０ｍＪ／ｍ２以上であることにより、第１導電性パターン３００の濡れ性が低下しすぎることによる接合不良をより抑制できる傾向にある。また、表面自由エネルギーＥ１が６０ｍＪ／ｍ２以下であることにより、異方性導電性接着剤の滲出がより抑制される。
表面自由エネルギーＥ１が前記範囲であると、異方性導電性接着材の滲出が抑制される詳細なメカニズムは不明だが、つぎのように推定される。異方性導電性接着剤を構成するエポキシ樹脂等の前駆体を含む樹脂バインダーの表面張力は、おおむね４０ｍＪ／ｍ２～５０ｍＪ／ｍ２であり、Ｅ１がこの値より、小さすぎると第１導電性パターンに対して、異方性導電性接着剤が濡れにくくなり、電気的な接合特性を低下させる。一方、Ｅ１が前記樹脂バインダーの表面張力より大きすぎると、異方性導電性接着剤の第１導電性パターンに対する濡れ性がよくなりすぎ、意図しない異方性導電性接着剤の滲出を誘因するものと考えられる。但し、異方性導電性接着材の滲出が抑制される理由は上記に限定されない。
ここで、本実施形態で定義する表面自由エネルギーについて説明する。一般に、樹脂内部に存在する分子は周囲の分子との相互作用によって安定化された状態で存在しているが、樹脂表面に存在する分子は表面を形成している分、周囲の分子による安定化作用が少ない。このため、表面に存在する分子は、内部に存在する分子よりも大きな自由エネルギーを持つことになる。このエネルギーを表面自由エネルギーという。
Ｋａｅｌｂｅｌ ａｎｄ Ｕｙの理論式に従うと、物質表面が持つ表面自由エネルギーγは、分散成分（γｄ）と極性成分（γｐ）に基づいて、下記式（１）で表すことができる。また、固体の表面自由エネルギーγＳＶと液体の表面自由エネルギーγＬＶは、下記式（２）及び（３）で表すことができる。ここで、固体である基材の表面上に、ある溶媒を滴下して得られる接触角をθとすると、次の式（４）の関係が成立することが知られている。
γ ＝ γｄ ＋γｐ （１）
γＳＶ ＝ γＳＶ ｄ ＋γＳＶ ｐ （２）
γＬＶ ＝ γＬＶ ｄ ＋γＬＶ ｐ （３）
γＬＶ（１＋ｃｏｓθ）／２＝（γＳＶ ｄ×γＬＶ ｄ）０．５＋（γＳＶ ｐ×γＬＶ ｐ）０．５ （４）
固体の表面自由エネルギーにおける未知の２成分を求めるため、表面自由エネルギーが既知の２種類の液体を用い、溶媒と接合部１２１が形成される面との接触角θを測定する。そして、それらを上記式（４）に代入して連立方程式を解くことにより、接合部１２１が形成される面の表面自由エネルギーの分散成分（γＳＶ ｄ）と極性成分（γＳＶ ｐ）を求めることができ、式（２）により固体の表面自由エネルギーγＳＶを求めることができる。
なお、表面自由エネルギーＥ０は、後述するように、基材表面に層を設けたり、またその層を構成する成分を選択したりすることにより調整することができる。また、表面自由エネルギーＥ１は、導電性パターンを構成する導電性金属や導電性高分子などの導電性成分の他、金属酸化物、金属化合物、及び有機化合物などの非導電性成分など、銅電線パターンを構成する成分の種類や比率により調整することができる。なお、導電性パターンを形成するために同じ組成のインクを用いたとしても、その焼成方法によって導電性パターンに含まれる非導電性成分の状態は異なるため、インク組成以外に焼成方法によっても表面自由エネルギーＥ１を調製することが可能である。
なお、本実施形態において接合性の向上とは、上記接合信頼性の向上と外観不良の抑制をいうものとする。以下、各構成について詳説する。
〔透明基材〕
本実施形態では透明基材１１を用いる。ここで、「透明」とは、可視光透過率が、好ましくは８０％以上であることをいい、より好ましくは９０％以上であることをいい、さらに好ましくは９５％以上であることをいう。ここで、可視光透過率は、ＪＩＳ Ｋ ７３６１－１：１９９７に準拠して測定することができる。
透明基材１１は、１種の材料からなるものであっても、２種以上の材料が積層されたものであってもよい。また、基材が、２種以上の材料が積層された多層体である場合、基材は、有機基材又は無機基材同士が積層されたものであっても、有機基材及び無機基材が積層されたものであってもよい。
透明基材１１の態様としては、コア層の単層シート、コア層と第１最外層とを有する積層シート、コア層と第２最外層とを有する積層シート、第１最外層と第２最外層とを有する積層シート、コア層と第１最外層と第２最外層とを有する積層シートが挙げられる。また、上記積層シートにおいて、コア層と第１最外層の間、コア層と第２最外層の間、または、第１最外層と第２最外層の間には、さらに他の層を有していてもよい。
なお、透明基材１１がコア層の単層シートである場合、集電部１２（接合部１２１）及びアンテナ部１３はコア層の表面に形成される。また、透明基材１１が積層シートである場合、第１最外層は、集電部１２（接合部１２１）及びアンテナ部１３が形成される面を構成する層を意味し、第２最外層は第１最外層の裏面を意味する。このなかでも、本実施形態の透明基材１１は、表面自由エネルギーＥ０の調整の観点から、第１最外層を有することが好ましい。以下、各層の構成について詳説する。
（コア層）
コア層を構成する材料は、特に制限されないが、基材の機械的強度の向上に寄与するものが好ましい。そのようなコア層の材料としては、特に限定されないが、例えば、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラス等の透明無機基材；アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ナイロン、芳香族ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド等の透明有機基材が挙げられる。このなかでも、ポリエチレンテレフタレートを用いることにより、透明アンテナを製造するための生産性（コスト削減効果）がより優れる。また、ポリイミドを用いることにより、透明アンテナの耐熱性がより優れる。ポリイミドを用いる場合は、可視光の光透過性が優れる、いわゆる透明ポリイミドを用いることとより好ましい。さらに、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、又は石英ガラスを用いることにより、透明基材と導電性細線との密着性がより向上する傾向にある。
コア層は、１種の材料からなるものであっても、２種以上の材料が積層されたものであってもよい。また、コア層が、２種以上の材料が積層された多層体である場合、基材は、有機基材又は無機基材同士が積層されたものであっても、有機基材及び無機基材が積層されたものであってもよい。
コア層の厚さは、好ましくは５μｍ以上５００μｍ以下であり、より好ましくは１０μｍ以上１００μｍ以下である。
（第１最外層）
透明基材１１が積層体である場合、第１最外層は、集電部１２（接合部１２１）及びアンテナ部１３が形成される面を構成する層となる。第１最外層を構成する材料は、特に制限されないが、コア層と、集電部１２（接合部１２１）及びアンテナ部１３それぞれとの密着性向上に寄与するものが好ましい。また、透明基材１１が、第１最外層と第２最外層とを有し、コア層を有しない態様の場合には、第１最外層は第２最外層と、集電部１２（接合部１２１）及びアンテナ部１３それぞれとの密着性向上に寄与するものが好ましい。なお、透明基材１１が第１最外層を有する場合、表面自由エネルギーＥ０は第１最外層の表面自由エネルギーとなる。
このような第１最外層に含まれる成分としては、特に限定されないが、例えば、ケイ素化合物（例えば、（ポリ）シラン類、（ポリ）シラザン類、（ポリ）シルチアン類、（ポリ）シロキサン類、ケイ素、炭化ケイ素、酸化ケイ素、窒化ケイ素、塩化ケイ素、ケイ素酸塩、ゼオライト、シリサイド等）、アルミニウム化合物（例えば、酸化アルミニウム等）、マグネシウム化合物（例えばフッ化マグネシウム）等が挙げられる。
この中でも、ケイ素化合物が好ましく、シロキサン類がより好ましい。このような成分を用いることにより、接合部１２１が形成される透明基材面の表面自由エネルギーＥ０が向上するほか、透明アンテナの透明性及び耐久性がより向上する傾向にある。
ケイ素化合物としては、特に制限されないが、例えば、多官能性オルガノシランの縮合物、多官能性オルガノシラン又はそのオリゴマーとポリ酢酸ビニルとを加水分解反応させて得られた重縮合物などが挙げられる。
多官能性オルガノシランとしては、特に制限されないが、例えば、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシランなどの２官能性オルガノシラン；メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシランなどの３官能性オルガノシラン；テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランなどの４官能性オルガノシランなどが挙げられる。
第１最外層は、上記第１最外層に含まれる成分を含む組成物をコア層に塗布、乾燥する方法により成膜することができる。また、第１最外層は、ＰＶＤ、ＣＶＤなどの気相成膜法によって製膜してもよい。第１最外層を形成するための組成物は、必要に応じて、分散剤、界面活性剤、結着剤等を含有してもよい。
第１最外層の厚さは、好ましくは０．０１μｍ以上１００μｍ以下であり、より好ましくは０．０１μｍ以上１０μｍ以下であり、さらに好ましくは０．０１μｍ以上１μｍ以下である。第１最外層の厚さが上記範囲内であることにより、上記密着性がより向上するほか、透明アンテナの透明性及び耐久性がより向上する傾向にある。
第１最外層をコア層上に積層することで、表面自由エネルギーＥ０を調整することができるほか、例えば、集電部１２（接合部１２１）及びアンテナ部１３をプラズマ等の焼成手段でインク中の金属成分を焼結させて形成する際に、プラズマ等によって集電部１２（接合部１２１）及びアンテナ部１３で被覆されていない箇所のコア層のエッチングを防ぐことができる。特に、上記したプラズマ等の焼成手段により、透明基材１１の開口部の表面自由エネルギーＥｏを所定の値にすることができ、好ましい。
さらにこの第１最外層は静電気による集電部１２（接合部１２１）及びアンテナ部１３の断線を防ぐために、帯電防止機能を持っていることが好ましい。第１最外層が帯電防止機能を有するために、第１最外層は導電性無機酸化物及び導電性有機化合物の少なくともいずれかを含むことが好ましい。
（第２最外層）
透明基材１１が積層体である場合、第２最外層は、第１最外層の裏面を意味する。第２最外層に含まれる成分としては、特に限定されないが、例えば、メラミン系化合物、アルキド系化合物、フッ素系化合物、シリコーン系化合物、ポリエチレンワックス、脂肪酸、脂肪酸エステルが挙げられる。このなかでも、メラミン系化合物、アルキド系化合物、フッ素系化合物、シリコーン系化合物が好ましく、メラミン系化合物、アルキド系化合物がより好ましい。このような成分を用いることにより、透明アンテナの透明性及び耐久性がより向上する傾向にある。
第２最外層の厚さは、好ましくは０．０１μｍ以上１００μｍ以下であり、より好ましくは０．０１μｍ以上１０μｍ以下であり、さらに好ましくは０．０１μｍ以上１μｍ以下である。第２最外層の厚さが上記範囲内であることにより、透明アンテナ１０の透明性及び耐久性がより向上する傾向にある。
（その他の層）
コア層と第１最外層の間、コア層と第２最外層の間、または、第１最外層と第２最外層の間に配される他の層としては、特に制限されないが、例えば、易接着層が挙げられる。易接着層は、コア層と第１最外層、コア層と第２最外層、または、第１最外層と第２最外層の接着性を向上する目的で用いられる。
〔接合部〕
接合部１２１は、集電部１２の先端であって、半導体素子１４と接合する領域である。接合部１２１（集電部１２）は、アンテナ部１３と電気的に接合されており、第１導電性パターン３００と該第１導電性パターン３００が形成されていない第１開口部３０１とを有する。ここで、第１導電性パターン３００とは、連続したパターンであり、パターン中の任意の点から他の任意の点までの導電性を有するものである。なお、集電部１２は、電気的に独立した一又は複数の第１導電性パターン３００を有していてもよい。
図２及び４に、図１のＳ１ａ部分及び図３のＳ１ｂの拡大図を示す。図２及び４では、太い導電性細線からなる第１導電性パターン３００で形成された集電部１２（接合部１２１）と、より細い導電性細線からなる第２導電性パターン４００で形成されたアンテナ部１３とが、電気的に接合されている例を示す。
図６に、接合部１２１の一態様として、図２及び４のＳ２部分の拡大図を表す。図６において、第１導電性パターン３００は、複数の第１導電性細線が網目状に交差して形成されるグリッドパターンとして示すが、第１導電性パターン３００はこれに限定されず第１導電性細線が交差し導電性が維持される他のパターンであってもよい。また、第１導電性パターン３００は規則的なパターンであっても不規則なパターンであってもよい。さらに、第１導電性細線は、直線であっても、曲線であってもよい。
第１開口部３０１の形状としては、特に制限されないが、例えば、三角形；正方形、長方形、ひし形等の四角形；五角形；六角形；あるいは複数種の多角形を組み合わせたものが挙げられる。
集電部１２の構成は、特に制限されないが、例えば、複数のアンテナ部１３を接続するように、半導体素子１４でほぼ隠れる大きさの集電部１２が設けられる構成や（図１参照）、ループ形状の集電部１２の一部に半導体素子１４が接合され、ループ形状の集電部１２の外周にアンテナ部１３が設けられる構成（図３参照）、１つのアンテナ部１３の任意の箇所に集電部１２が設けられる構成が挙げられる。また、集電部１２における半導体素子１４の接合位置（接合部１２１）は特に制限されるものではないが、集電部１２の先端が対向する位置が好ましい。
〔アンテナ部１３〕
アンテナ部１３は、集電部１２（接合部１２１）と電気的に接合されており、第２導電性パターン４００と、パターン間に形成される部分であって、該第２導電性パターン４００が形成されていない第２開口部４０１と、を有する。このアンテナ部１３は、所定の電磁波を送受信可能な、アンテナ領域として存在する。ここで、第２導電性パターン４００とは、連続したパターンであり、パターン中の任意の点から他の任意の点までの導電性を有するものである。なお、アンテナ部１３は、電気的に独立した複数の第２導電性パターン４００を有していてもよい。
アンテナ部１３は、その種類に応じて種々の形状を有する。アンテナ部１３の種類としては、特に制限されないが、例えば、電界の変化により電流を生じさせるダイポールアンテナやパッチアンテナ等の電界アンテナや、磁界の変化により電流を生じさせるループアンテナなどの磁界アンテナが挙げられる。
また、アンテナ部１３の外形としては、公知形状を利用することができる。例えば、線状のダイポールアンテナとしては、直線型に限られず、折り返し型、メアンダ型、ヘリカル型、スパイラル型など各種公知の形状が挙げられる。また、パッチアンテナについても、多角形、円形などの任意の外形のほか、それらに切込みを有する形状が挙げられる。さらに、アンテナ部１３は、これら形状を複数組み合わせたものであってもよい。
また、アンテナ部１３についても、第２導電性細線を有する第２導電性パターンを有するものが好ましい。図７に、アンテナ部１３の一態様として、図２及び４のＳ３部分の拡大図を表す。図７において、第２導電性パターン４００は、複数の第２導電性細線が網目状に交差して形成されるグリッドパターンとして示すが、第２導電性パターン４００はこれに限定されず第２導電性細線が交差し導電性が維持される他のパターンであってもよい。また、第２導電性パターン４００は規則的なパターンであっても不規則なパターンであってもよい。さらに、第２導電性細線は、直線であっても、曲線であってもよい。
第２導電性パターン４００が形成されていない部分、すなわち第２開口部４０１の形状としては、特に制限されないが、例えば、三角形；正方形、長方形、ひし形等の四角形；五角形；六角形；あるいは複数種の多角形を組み合わせたものが挙げられる。
図１及び図３は、アンテナ部１３が電界アンテナである場合のＲＦタグの構成を示す例である。図１では、半導体素子１４でほぼ隠れる大きさの比較的小さい集電部１２の周りに２つのアンテナ部１３が形成されており、図３においては、ループ形状の集電部１２の周りを囲うようにアンテナ部１３が形成されている。図１及び３ともに、アンテナ部１３は長方形のような矩形状の外形を有する。図１及び３において、アンテナ部１３は、導電層が平面にベタ塗された態様ではなく、第２開口部４０１と第２導電性パターン４００により構成されるグリッドパターンにより構成される。これにより、アンテナ部１３の電界アンテナとしての機能を確保しつつ、アンテナ部が形成された領域の透明性を確保することができる。
（第１導電性パターン３００及び第２導電性パターン４００）
第１導電性パターン３００及び第２導電性パターン４００は、導電性成分を含む。導電性成分としては、特に制限されないが、例えば、導電性金属、導電性高分子などが挙げられる。また、第１導電性パターン３００及び第２導電性パターン４００は、非導電性成分を含んでもよい。導電性金属としては、特に制限されないが、例えば、金、銀、銅、及びアルミニウムが挙げられる。このなかでも、銀又は銅が好ましく、比較的安価な銅であることがより好ましい。このような導電性金属を用いることにより、透明アンテナの導電性が一層優れる傾向にある。また、導電性高分子としては、公知のものを用いることができ、ポリアセチレンやポリチオフェンなどが挙げられる。
また、非導電性成分としては、特に制限されないが、例えば、金属酸化物や金属化合物、及び有機化合物が挙げられる。より具体的には、これら非導電性成分としては、後述するインクに含まれる成分に由来する成分であって、インクに含まれる成分のうち焼成を経た後の導電性細線に残留する金属酸化物、金属化合物、及び有機化合物が挙げられる。
第１導電性パターン３００及び第２導電性パターン４００における導電性成分の含有割合は、各々独立して、好ましくは５０質量％以上であり、より好ましくは６０質量％以上であり、さらに好ましくは７０質量％以上である。導電性成分の含有割合の上限は、特に制限されないが、１００質量％である。また、第１導電性パターン３００及び第２導電性パターン４００における非導電性成分の含有割合は、各々独立して、好ましくは５０質量％以下であり、より好ましくは４０質量％以下、さらに好ましくは３０質量％以下である。非導電性成分の含有割合の下限は、特に制限されないが、０質量％である。
（線幅Ｗ）
第１導電性パターン３００及び第２導電性パターン４００における第１導電性細線及び第２導電性細線の線幅Ｗは、透明基材１１の導電性パターンが配された面側から、導電性細線を透明基材１１の表面上に投影したときの線幅Ｗをいう。透明基材１１との界面側の底辺が長い台形状の断面を有する導電性細線においては、透明基材１１と接している導電性細線の面の幅が線幅Ｗとなる。
第１導電性細線の線幅Ｗ１は、好ましくは０．５～２００μｍであり、より好ましくは１～１５０μｍ、さらに好ましくは２～１００μｍである。第１導電性細線の線幅Ｗ１が上記範囲内であることにより、接合性がより向上するとともに、利得等のアンテナ特性がより向上する傾向にある。また、第１導電性細線の線幅Ｗ１が２００μｍ以下であることにより、第１導電性パターン３００の視認性がより低下し、集電部１２（接合部１２１）の透明性がより向上する傾向にある。
第２導電性細線の線幅Ｗ２は、好ましくは０．２５～７．５μｍであり、より好ましくは０．２５～５．０μｍ、さらに好ましくは０．２５～４．０μｍ、特に好ましくは０．５０～３．０μｍである。第２導電性細線の線幅Ｗ２が０．２５μｍ以上であることにより、アンテナ部１３の導電性がより向上する傾向にある。また、導電性細線表面の酸化や腐食等による導電性の低下を十分に抑制できる。他方、第２導電性細線の線幅Ｗ２が１０．０μｍ以下であることにより、第２導電性パターン４００の視認性がより低下し、アンテナ部１３の透明性がより向上する傾向にある。
なお、第１導電性パターン３００及び／又は第２導電性パターン４００において、線幅Ｗ１及び／又は線幅Ｗ２が、一定の値ではなく、複数の値となるような場合には、すべての線幅Ｗ１及び／又は線幅Ｗ２が上記範囲を満たすことが好ましい。
（高さＴ）
第１導電性細線の高さＴ１及び第２導電性細線の高さＴ２は、各々独立して、好ましくは０．０５～１．０μｍであり、より好ましくは０．０７～０．８μｍあり、さらに好ましくは０．１～０．５μｍである。高さＴ１及びＴ２が０．０５μｍ以上であることにより、導電性がより向上する傾向にある。また、導電性細線表面の酸化や腐食等による導電性の低下を十分に抑制できる傾向にある。他方、高さＴ１及びＴ２が１．０μｍ以下であることにより、広い視野角において高い透明性が発現される傾向にある。
なお、第１導電性パターン３００及び／又は第２導電性パターン４００において、高さＴ１及び／又は高さＴ２が、一定の値ではなく、複数の値となるような場合には、すべての高さＴ１及び／又は高さＴ２が上記範囲を満たすことが好ましい。
（ピッチＰ）
第１導電性細線のピッチＰ１は、好ましくは０．５～２５μｍであり、より好ましくは１．０～１０μｍであり、さらに好ましくは２．０～７．０μｍである。ピッチＰ１が上記範囲内であることにより、接合性がより向上するとともに、利得等のアンテナ特性がより向上する傾向にある。なお、ピッチＰは、導電性細線間の距離である。
第２導電性細線のピッチＰ２は、好ましくは２０～１０００μｍであり、より好ましくは４０～７５０μｍであり、さらに好ましくは６０～３００μｍである。ピッチＰ２が２０μｍ以上であることにより、アンテナ部１３の透明性がより向上する傾向にある。また、ピッチＰ２が１０００μｍ以下であることにより、導電性がより向上する傾向にある。
第１導電性細線のピッチＰ１は、第２導電性細線のピッチＰ２よりも小さいことが好ましい。その差（Ｐ２－Ｐ１）は、好ましくは３０～１０００μｍであり、より好ましくは５０～５００μｍであり、さらに好ましくは１００～３００μｍである。差（Ｐ２－Ｐ１）が上記範囲内であることにより、接合部の視認性が低下し、意匠性がより向上する傾向にある。
なお、第１導電性パターン３００及び／又は第２導電性パターン４００において、ピッチＰ１及び／又はピッチＰ２が、一定の値ではなく、複数の値となるような場合には、すべてのピッチＰ１及び／又はピッチＰ２が上記範囲を満たすことが好ましい。
（占有面積率Ｓ）
第１導電性パターン３００の占有面積率Ｓ１は、好ましくは３０～９０％であり、より好ましくは３０～８０％であり、さらに好ましくは４０～８０％であり、特に好ましくは５０～８０％である。占有面積率Ｓ１が上記範囲内であることにより、接合性がより向上するとともに、利得等のアンテナ特性がより向上する傾向にある。
第２導電性パターン４００の占有面積率Ｓ２は、好ましくは０．１～１０．０％であり、より好ましくは０．５～５．０％であり、さらに好ましくは１．０～３．０％である。占有面積率Ｓ２が０．１％以上であることにより、アンテナ部１３の特性がより向上する傾向にある。また、占有面積率Ｓ２が１０．０％以下であることにより、アンテナ部１３の透明性がより向上する傾向にある。
第１導電性パターンの占有面積率Ｓ１は、第２導電性パターンの占有面積率Ｓ２よりも大きいことが好ましい。その差（Ｓ１－Ｓ２）は、好ましくは３～５０％であり、より好ましくは９～５０％であり、さらに好ましくは１５～５０％である。差（Ｓ１－Ｓ２）が上記範囲内であることにより、接合部の視認性が低下し、意匠性が向上する傾向にある。
なお、「導電性パターンの占有面積率Ｓ」とは、透明基材上の導電性パターンが形成されている領域について以下の式で算出することができる。透明基材上の導電性パターンが形成されている領域とは、図４のＳ２やＳ３で示されるような範囲であり、導電性パターンが形成されていない縁部等は除かれる。
導電性パターンの占有面積率Ｓ
＝（導電性パターンの占める面積／透明基材１１の面積）×１００
導電性パターンの線幅、高さ、ピッチ、及び占有面積率等は、透明アンテナの表面又は断面を電子顕微鏡、レーザー顕微鏡や光学顕微鏡等により確認することができる。導電性パターンの線幅、及びピッチを所望の範囲に調整する方法としては、後述する透明アンテナの製造方法において用いる版の溝を調整する方法、インク中の金属粒子の平均粒子径を調整する方法等が挙げられる。
（形状）
第１導電性細線及び第２導電性細線の断面形状は、導電性細線の線幅Ｗ及び高さＴで規定することができる。導電性細線の高さＴを基準に、透明基材１１と導電性細線の界面からの高さを０．５０Ｔ及び０．９０Ｔと規定する。また、高さ０．５０Ｔにおける導電性細線の幅をＷ０．５０とし、高さ０．９０Ｔにおける導電性細線の幅をＷ０．９０とする。このとき、Ｗ０．５０／Ｗ０は、好ましくは０．７０～０．９９であり、より好ましくは０．７５～０．９９以下であり、さらに好ましくは０．８０～０．９５である。また。Ｗ０．９０／Ｗ０．５０は、好ましくは０．５０～０．９５であり、より好ましくは０．５５～０．９０であり、さらに好ましくは０．６０～０．８５である。本実施形態の透明アンテナにおいて、Ｗ０．５０／Ｗ０がＷ０．９０／Ｗ０．５０よりも大きいことが好ましい。すなわち透明基材１１側の導電性細線の界面から０．５０Ｔの厚さにおける高さ位置から０．９０Ｔの厚さにおける高さ位置に向かって導電性細線の幅が漸減することが好ましい。
後述するように本実施形態の透明アンテナは、インクを用いて印刷法により形成することができ、当該方法により形成された導電性細線は上記のような特徴的な形状を有する。その他の導電性細線の形成方法としては、ナノインプリント法やリソグラフィー法を用いる方法、その他なのワイヤーを用いる方法なども考えられるが、これら方法で作成された導電性細線と、印刷法により形成した導電性細線とは、上記形状において相違する。
（シート抵抗）
第１導電性パターン３００及び第２導電性パターン４００のシート抵抗は、好ましくは０．１Ω／ｓｑ以上１，０００Ω／ｓｑ以下であり、より好ましくは０．１Ω／ｓｑ以上５００Ω／ｓｑ以下であり、さらに好ましくは０．１Ω／ｓｑ以上１００Ω／ｓｑ以下であり、よりさらに好ましくは０．１Ω／ｓｑ以上２０Ω／ｓｑ以下であり、さらにより好ましくは０．１Ω／ｓｑ以上１０Ω／ｓｑ以下である。
透明アンテナのシート抵抗は、以下の方法により測定できる。先ず、透明アンテナから導電性パターンが全面に配された部分を矩形状に切り出し測定サンプルを得る。得られた測定サンプルの両端部に導電性パターンと電気的に接続されたシート抵抗測定用の集電部を形成し、両端部に設けられた集電部間の電気抵抗Ｒ（Ω）を測定する。上述した電気抵抗Ｒ（Ω）、及び測定サンプルの集電部間の距離に相当する幅方向の長さＬ（ｍｍ）、奥行方向の長さＤ（ｍｍ）を用いて、次式によりシート抵抗Ｒｓ（Ω／ｓｑ）を算出できる。
Ｒｓ＝Ｒ／Ｌ×Ｄ
透明アンテナ１０のシート抵抗は、導電性細線の高さを向上させることにより、低下する傾向にある。また、導電性細線を構成する金属材料種の選択によっても調整することが可能である。
（可視光透過率）
第１導電性パターン３００の可視光透過率ＶＴ１は、好ましくは３０～８０％であり、より好ましくは４０～７５％であり、さらに好ましくは４５～７０％である。ここで、可視光透過率は、ＪＩＳ Ｋ ７３６１－１：１９９７の全光線透過率に準拠して、その可視光（３６０～８３０ｎｍ）の範囲の透過率を算出することで測定することができる。
第２導電性パターン４００の可視光透過率ＶＴ２は、好ましくは８０％以上１００％以下であり、より好ましくは９０％以上１００％以下である。
透明アンテナ１０の可視光透過率は、導電性パターンの線幅を小さくしたり、占有面積率を向上させたりすることにより、向上する傾向にある。
〔透明アンテナの製造方法〕
透明アンテナの製造方法としては、透明基材１１上に、金属成分を含むインクを用いてパターンを形成するパターン形成工程と、インクを焼成して集電部１２（接合部１２１）とアンテナ部１３とを形成する焼成工程とを有する方法が挙げられる。また、第１開口部３０１の表面自由エネルギーを調整する観点から、透明基材１１の表面を処理する表面処理工程を有していてもよい。
〔表面処理工程〕
表面処理工程では、表面自由エネルギーを調整する観点から、コア層の一方の面に第１最外層を設けたり、透明基材１１の表面粗さ調整したりすることができる。
第１最外層を形成する方法としては、特に制限されないが、例えば、ＰＶＤ、ＣＶＤ等の気相成膜法を用いてコア層の一方の面に第１最外層を構成する成分を成膜する方法が挙げられる。また、別の方法としては、第１最外層を形成する成分を含む組成物をコア層の一方の面に塗布し、乾燥させることにより第１最外層を形成する方法が挙げられる。
一般に平滑である透明基材１１の表面粗さを増加させる方法としては、特に制限されないが、例えば、コア層と第１最外層との間に、表面粗さの大きい易接着層を設け、その易接着層上に第１最外層を形成する方法が挙げられる。これにより、第１最外層は易接着層の表面粗さが反映されたものとなる。
〔パターン形成工程〕
パターン形成工程は、金属成分を含むインクを用いてパターンを形成する工程である。パターン形成工程は、所望の導電性パターンの溝を有する版を用いる有版印刷方法であれば特に限定されないが、例えば、転写媒体表面にインクをコーティングする工程と、インクをコーティングした転写媒体表面と、凸版の凸部表面とを対向させて、押圧、接触して、凸版の凸部表面に転写媒体表面上のインクを転移させる工程と、インクが残存した転写媒体表面と透明基材１１の面とを対向させて、押圧、接触して、転写媒体表面に残ったインクを透明基材１１の面に転写する工程とを有する。なお、透明基材１１に第１最外層が形成されている場合には、第１最外層表面にインクが転写される。
（インク）
上記パターン形成工程に用いられるインクは、導電性成分と溶剤を含み、必要に応じて、界面活性剤、分散剤、還元剤等を含んでもよい。導電性成分が金属成分である場合、金属成分は金属粒子としてインクに含まれていてもよいし、金属錯体としてインクに含まれていてもよい。
金属粒子の平均一次粒径は、好ましくは１００ｎｍ以下であり、より好ましくは５０ｎｍ以下であり、さらに好ましくは３０ｎｍ以下である。また、金属粒子の平均一次粒径の下限は特に制限されないが、１ｎｍ以上が挙げられる。金属粒子の平均一次粒径が１００ｎｍ以下であることにより、得られる導電性細線の線幅Ｗをより細くすることができる。なお、「平均一次粒径」とは、金属粒子１つ１つ（所謂一次粒子）の粒径をいい、金属粒子が複数個集まって形成される凝集体（所謂二次粒子）の粒径である平均二次粒径とは区別される。
金属粒子としては、特に制限されないが、例えば、酸化銅等の金属酸化物や金属化合物、コア部が銅でありシェル部が酸化銅であるようなコア／シェル粒子が挙げられる。金属粒子の態様は、分散性や焼結性の観点から、適宜決めることができる。
界面活性剤としては、特に制限されないが、例えば、フッ素系界面活性剤などが挙げられる。このような界面活性剤を用いることにより、転写媒体（ブランケット）へのインクのコーティング性、コーティングされたインクの平滑性が向上し、より均一な塗膜が得られる傾向にある。なお、界面活性剤は、金属成分を分散可能であり、かつ焼成の際に残留しにくいよう構成されていることが好ましい。
また、分散剤としては、特に制限されないが、例えば、金属成分表面に非共有結合又は相互作用をする分散剤、金属成分表面に共有結合をする分散剤が挙げられる。非共有結合又は相互作用をする官能基としてはリン酸基を有する分散剤が挙げられる。このような分散剤を用いることにより、金属成分の分散性がより向上する傾向にある。
さらに、溶剤としては、モノアルコール及び多価アルコール等のアルコール系溶剤；アルキルエーテル系溶剤；炭化水素系溶剤；ケトン系溶剤；エステル系溶剤などが挙げられる。これらは単独で使用されてもよく、１種以上で併用されても良い。たとえば、炭素数１０以下のモノアルコールと炭素数１０以下の多価アルコールとの併用などが挙げられる。このような、溶剤を用いることにより、転写媒体（ブランケット）へのインクのコーティング性、転写媒体から凸版へのインクの転写性、転写媒体から透明基材へのインクの転写性、及び金属成分の分散性がより向上する傾向にある。なお、溶剤は、金属成分を分散可能であり、かつ焼成の際に残留しにくいよう構成されていることが好ましい。
〔焼成工程〕
焼成工程では、例えば、透明基材１１の面に転写されたインク中の金属成分を焼結し、集電部１２（接合部１２１）とアンテナ部１３を形成する。焼成は、金属成分が融着して、金属成分焼結膜を形成することができる方法であれば特に制限されない。焼成は、例えば、焼成炉で行ってもよいし、プラズマ、加熱触媒、紫外線、真空紫外線、電子線、赤外線ランプアニール、フラッシュランプアニール、レーザーなどを用いて行ってもよい。得られる焼結膜が酸化されやすい場合には、非酸化性雰囲気中において焼成することが好ましい。また、インクに含まれ得る還元剤のみで金属酸化物等が還元されにくい場合には、還元性雰囲気で焼成することが好ましい。
非酸化性雰囲気とは酸素等の酸化性ガスを含まない雰囲気であり、不活性雰囲気と還元性雰囲気がある。不活性雰囲気とは、例えば、アルゴン、ヘリウム、ネオンや窒素等の不活性ガスで満たされた雰囲気である。また、還元性雰囲気とは、水素、一酸化炭素等の還元性ガスが存在する雰囲気を指す。これらのガスを焼成炉中に充填して密閉系としてインクの塗布膜（分散体塗布膜）を焼成してもよい。また、焼成炉を流通系にしてこれらのガスを流しながら分散体塗布膜を焼成してもよい。分散体塗布膜を非酸化性雰囲気で焼成する場合には、焼成炉中を一旦真空に引いて焼成炉中の酸素を除去し、非酸化性ガスで置換することが好ましい。また、焼成は、加圧雰囲気で行なってもよいし、減圧雰囲気で行なってもよい。
焼成温度は、特に制限はないが、好ましくは２０℃以上４００℃以下であり、より好ましくは５０℃以上３００℃以下であり、さらに好ましくは８０℃以上２００℃以下である。焼成温度が４００℃以下であることにより、耐熱性の低い基板を使用することができるので好ましい。また、焼成温度が２０℃以上であることにより、焼結膜の形成が十分に進行し、導電性が良好となる傾向にあるため好ましい。なお、得られる焼結膜は、金属成分に由来する導電性成分を含み、そのほか、インクに用いた成分や焼成温度に応じて、非導電性成分を含みうる。
〔ＲＦタグ〕
本実施形態のＲＦタグ１００は、上記透明アンテナ１０と、該透明アンテナ１０の接合部１２１と電気的に接合された半導体素子１４と、を備える。図７に、本実施形態のＲＦタグ１００の断面図を示す。図７に示すように、半導体素子１４は、異方性導電性ペースト又は異方性導電性フィルムなどの異方性導電性接着剤１５により、接合部１２１と電気的に接合されたものであることが好ましい。
図１及び２には、電池を内蔵しておらず、リーダー・ライターから受信した電波をエネルギー源として動作するパッシブタグであるＲＦタグ１００を示すが、本実施形態のＲＦタグ１００は、さらに電池（不図示）を内蔵し、その電力を送受信や内部回路用電源として使用するアクティブタグや、その他センサやセンサの電源としての電池を内蔵するセミパッシブタグであってもよい。なお、本実施形態においてＲＦタグとは、上記透明アンテナ１０を有することにより特定の周波数の送受信が可能であるものをいう。従って、ＩＣタグと呼ばれるものであっても上記構成を満たすものであれば、本実施形態におけるＲＦタグに含まれる。
半導体素子１４は、ＲＦタグ１００の用途に応じて公知のものを用いることができる。半導体素子１４の構成は、特に制限されないが、例えば、記憶部、電源整流部、受信部、制御部、及び送信部などの機能部を有する。
各機能部と本実施形態のＲＦタグ１００がパッシブ型である場合の動作の一例について説明する。まず、ＲＦタグ１００のアンテナ部１３が、リーダー・ライターからの電波を受信し、電磁誘導などにより起電力が発生する。そして、この起電力によりＲＦタグ１００の半導体素子１４が起動する。その際、電源整流部は、アンテナ部１３に入力された交流を直流に変換し、半導体素子１４の回路に電源を供給する。また、これと並行して、受信部は、リーダー・ライターから受信した搬送波を信号列に復調し、信号列を制御部に送る。制御部は、受信部から受け取った信号列に従って、記憶部への情報のリード／ライトや、情報処理結果を信号列として送信部へ受け渡す。ここで、記憶部は、商品情報など、ＲＦタグの用途に応じて様々な情報を記憶する。最後に、送信部は、制御部から受け取った信号列を搬送波に変調し、アンテナ部１３から送信する。そして、リーダー・ライターのアンテナがその搬送波を受信し、情報処理を行う。なお、本実施形態においてＲＦＩＤとは、ＲＦタグとリーダー・ライターからなるシステムをいう。
本実施形態のＲＦタグ１００が利用可能な周波数帯は、特に制限されないが、例えば、ＬＦ帯（中波帯）：１２０～１３０ｋＨｚ、ＨＦ帯（短波帯）：１３．５６ＭＨｚ、ＵＨＦ帯（極超短波）：９００ＭＨｚ帯、マイクロ波：２．４５ＧＨｚ帯が挙げられる。アンテナ部１３のタイプは、利用する周波数帯に応じて適宜調整することができる。例えば、ＨＦ帯を利用する場合には、ループタイプのアンテナを使用し、ＵＨＦ帯を利用する場合には、ダイポールタイプのアンテナを使用することができる。
本実施形態のＲＦタグ１００が利用可能な送受信方式としては、上記電波方式に限定されず、送信側・受信側それぞれが持つコイルに高周波を印加し、生じる相互誘導に情報を載せる電磁結合方式や、アンテナ近傍に発生する磁界に情報を載せ、情報のやりとりを行う電磁誘導方式を用いてもよい。
異方性導電性接着剤に含まれる導電性微粒子の直径ｄは、好ましくは３．０～１０μｍであり、より好ましくは４．０～９．０μｍである。導電性微粒子の直径ｄが上記範囲内であることにより、接合性がより向上する傾向にある。
また、集電部１２（接合部１２１）に形成される第１導電性パターンのピッチＰ１と、その厚みＴ１と、導電性微粒子の直径ｄとは、下式（１）を満たすことが好ましい。
（Ｐ１／２）２＜（ｄ／２）２－（ｄ／２－Ｔ１）２ 式（５）
以下、本発明を実施例及び比較例を用いてより具体的に説明する。本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
〔実施例１〕
片面に易接着層が形成されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（東洋紡社製、製品名コスモシャインＡ４１００、フィルム厚５０μｍ）をコア層として用いて、易接着層が形成されていない一方の面上に酸化ケイ素ナノ粒子２重量％、導電性の有機シラン化合物１重量％、２－プロパノール６５重量％、１－ブタノール２５重量％、水７重量％で構成された組成物を塗布し、乾燥して、酸化ケイ素を含有した厚さ５０ｎｍの酸化ケイ素含有膜を形成し、第１最外層として、基材Ａを得た。
次いで、粒子径２１ｎｍの酸化第一銅ナノ粒子２０質量部と、分散剤（ビッグケミー社製、製品名：Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ－１４５）４質量部と、界面活性剤（セイミケミカル社製、製品名：Ｓ－６１１）１質量部と、エタノール７５質量部とを混合・分散し、酸化第一銅ナノ粒子の含有割合が２０質量％のインクを調製した。
そして、転写媒体表面にインクを塗布し、インクが塗布された転写媒体表面と導電性パターンの溝を有する版を対向させて、押圧、接触して、版の凸部表面に転写媒体表面上の一部のインクを転移させた。その後、残ったインクがコーティングされた転写媒体表面と基材Ａとを対向させて、押圧、接触させ、基材Ａの第１最外層上に所望の導電性パターン状のインクを転写させた。
次いで、ＮｏｖａＣｅｎｔｒｉｘ社製Ｐｕｌｓｅｆｏｒｇｅ１３００を用いて室温環境下で導電性パターン状のインク（分散体塗布膜）をフラッシュランプアニールにより焼成した。なお、アンテナ部における導電性パターンは、正方形グリッド状とし、線幅Ｗ２：３．０μｍ、高さＴ２：０．５μｍ、開口ピッチＰ２：６０μｍとし、占有面積率Ｓ２は１０％であった。接合部における導電性パターンは、正方形グリッド状とし、線幅Ｗ１：１．０μｍ、高さＴ１：０．５μｍ、開口ピッチＰ１：３．０μｍとし、占有面積率Ｓ１は、５６％であった。
また、アンテナ部は、図１に示すような、長辺方向の縦寸法が４９ｍｍ、短辺方向の横寸法が１０ｍｍの長方形状の２つの導電性パターンが、短辺が対向するように２ｍｍ間隔で設けられ、また、２つの導電性パターンの間に形成される接合部間のギャップを１５０μｍとしたダイポールアンテナである。
なお、接合部もアンテナ部も、導電性細線は、Ｗ０．５０／Ｗ０がＷ０．９０／Ｗ０．５０よりも大きいものであった。また、表面自由エネルギーＥ１は、５７ｍＪ／ｍ２であり、表面自由エネルギーＥ０は、７６ｍＪ／ｍ２であった。
〔実施例２〕
接合部における導電性パターンは、正方形グリッド状とし、線幅Ｗ１：３μｍ、開口ピッチＰ１：６μｍとし、占有面積率Ｓ１：を７５％とした以外は、実施例１と同様にして、透明ダイポールアンテナを得た。
〔実施例３〕
基材として厚さ０．１ｍｍの石英ガラス基材を使用した以外は、実施例２と同様にして、透明ダイポールアンテナを得た。
〔実施例４〕
基材としてポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）（東洋紡フィルムソリューション社製、製品名テオネックスＱ５１－Ａ４、フィルム厚５０μｍ）を使用した以外は、実施例２と同様にして、透明ダイポールアンテナを得た。
〔実施例５〕
基材としてポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）（東洋紡フィルムソリューション社製、製品名テオネックスＱ５１－Ａ４、フィルム厚５０μｍ）を使用し、焼成工程をプラズマ焼成機で実施した以外は、実施例２と同様にして、透明ダイポールアンテナを得た。
〔比較例１〕
第１最外層を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にして、透明アンテナを得た。表面自由エネルギーＥ１は、５７ｍＪ／ｍ２であり、表面自由エネルギーＥ０は、４７ｍＪ／ｍ２であった。
〔比較例２〕
実施例１と同様に、基材Ａの第１最外層上に、実施例１と同様の導電性パターン状のインクを転写させた。その後、第１最外層と同様の組成物（酸化ケイ素ナノ粒子２重量％、導電性の有機シラン化合物１重量％、２－プロパノール６５重量％、１－ブタノール２５重量％、水７重量％）を塗布し、乾燥して、導電性パターン、基材Ａの両表面に、酸化ケイ素を含有した厚さ５０ｎｍの酸化ケイ素含有膜を形成した。その後、実施例１と同様に、フラッシュランプアニールにより処理した。電極部表面は、酸化ケイ素含有膜で覆われており、導通はしなかったが、導電性接着剤の充填性、滲出性を評価できた。
〔参考例１〕
接合部における導電性パターンは、正方形グリッド状とし、線幅Ｗ１：１０μｍ、開口ピッチＰ１：３μｍとし、占有面積率Ｓ１：を９５％とした以外は、実施例１と同様にして、透明ダイポールアンテナを得た。
〔表面自由エネルギーの分散項γＳＤ、極性項γＳＰの測定〕
表面自由エネルギーの分散項γＳＤ、γＳＰの測定方法について説明する。
実施例及び比較例で作製した基材の接合部１２１が形成される面を測定試料とし、３点測定の平均値として、表面自由エネルギーの分散項γＳＤ、極性項γＳＰを求めた。まず、測定試料の上に、表面張力γＬ、表面張力の分散項γＬＤ、表面張力の極性項γＬＰが既知である２種の溶媒として、純粋とジヨードメタンをそれぞれ２μＬ滴下した。
測定試料上に滴下した２種の溶媒の液滴をデジタルマイクロスコープ（ＫＥＹＥＮＣＥ製ＶＨＸ－１００）で真横から観察・撮影し、測定試料と液滴がなす接触角をデジタルマイクロスコープ付属の計測ソフトで直接測定し、２種の溶媒を使用したときのそれぞれの接触角を得た。
得られた接触角θと、水とジヨードメタンの表面張力γＬＶ、表面張力の分散項γＬＶ ｄ、表面張力の極性項γＬＶ ｐを下記の式（４）に代入して得られる連立方程式を解き、測定試料の表面自由エネルギーの分散項γＳＶ ｄ、γＳＶ ｐを求めた。
γＬＶ（１＋ｃｏｓθ）／２＝（γＳＶ ｄ×γＬＶ ｄ）０．５＋（γＳＶ ｐ×γＬＶ ｐ）０．５ （４）
〔線幅、ピッチ、及び占有面積率〕
光学顕微鏡による平面写真により、線幅、ピッチ、及び占有面積率を算出した。
〔ＲＦタグ〕
上記のようにして得られた透明アンテナの接合部に、異方性導電性ペースト（京セラ製ＴＡＰ０６４４Ｆ）を用いて半導体素子を接合して、ＲＦタグを得た。
〔接合信頼性、外観不良〕
実施例１～５、比較例１～２、及び参考例１の接合部を、透明基材裏面からデジタルマイクロスコープ（ＫＥＹＥＮＣＥ製ＶＨＸ－１００）で観察した。実施例１～５の接合部における基材開口部には、気泡の巻き込みはなく、これにより接着信頼性が担保されて、アンテナ部、接合部、および半導体素子が電気的に接合し導通することで、８００ＭＨｚ～１０００ＭＨｚの周波数の電磁波を受信可能であった（表１中の接合信頼性：〇評価）。さらに実施例１～３において、接合部からアンテナ部への異方性導電性ペーストのはみ出しがなく、外観上優れていた（表１中の外観：〇評価）。実施例４、５においては、接合部からアンテナ部への異方性導電性ペーストのはみ出しが、わずかに観察されたが、透明性を有するＲＦタグとしての外観性を大きく損なう状態ではなかった。（表１中の外観：△評価）
一方、比較例１の接合部には、気泡の巻き込みが認められ、接着信頼性に劣っていた（表１中の×評価）。さらに、接合部からアンテナ部への異方性導電性ペーストのはみ出しが観察され、透明性を有するＲＦタグとしての外観性が損なわれていた（表１中の×評価）。さらに、このような接続性を有する比較例１では、アンテナ特性のバラつきが予想された。
また、比較例２の接合部には、気泡の巻き込みが認められず、接合部の導電性があれば、良好な接合信頼性が予測された（表１中の接合信頼性：（○）評価）。しかし、接合部からアンテナ部への異方性導電性ペーストの大きなはみだしが観察され、透明性を有するＲＦタグとしての外観性が損なわれていた（表１の外観：×）。
参考例１の接合部には、気泡の巻き込みが認められず、これにより接着信頼性が担保されて、アンテナ部、接合部、および半導体素子が電気的に接合し導通することで、８００ＭＨｚ～１０００ＭＨｚの周波数の電磁波を受信可能であった（表１中の接合信頼性：〇評価）。しかし、接合部から、アンテナ部への異方性導電性ペーストの大きなはみだしが観察され、透明性を有するＲＦタグとしての外観性が損なわれていた（表１の外観：×）。接合部における導電性パターン面積が大きすぎるため、導電パターンに沿って、異方性導電性ペーストがアンテナ部に滲出しやすいことが推定された。
Figure 0007345040000001
本発明は、ＲＦＩＤに使用可能なＲＦタグ、特に、透明性を活かした意匠性が要求される用途に使用されるＲＦタグとして、産業上の利用可能性を有する。
１０…透明アンテナ、１１…透明基材、１２…集電部、１２１…接合部、１３…アンテナ部、１４…半導体素子、１５…異方性導電性接着剤、２１…導電性微粒子、２２…樹脂バインダ、１００…ＲＦタグ、３００…第１導電性パターン、３０１…第１開口部、４００…第２導電性パターン、４０１…第２開口部。

Claims (8)

  1. 透明基材と、
    前記透明基材上に配設された、アンテナ部と、該アンテナ部と電気的に接合された接合部と、を有し、
    前記接合部が、第１導電性パターンと、該第１導電性パターンが形成されていない第１開口部と、を有し、
    前記アンテナ部が、第２導電性パターンと、該第２導電性パターンが形成されていない第２開口部と、を有し、
    前記第１導電性パターンの表面自由エネルギーＥ１が、６０ｍＪ／ｍ２以下であり、
    前記第１開口部における前記透明基材の表面自由エネルギーＥ０が、前記表面自由エネルギーＥ１よりも大きい、
    透明アンテナ。
  2. 前記第２導電性パターンが、線幅Ｗ２が０．２５μｍ以上５．０μｍ以下の第２導電性細線を有する、
    請求項１に記載の透明アンテナ。
  3. 前記第１導電性パターンの高さＴ１が、０．０５μｍ以上、１．０μｍ以下であり、
    前記第２導電性パターンの高さＴ２が、０．０５μｍ以上、１．０μｍ以下である、
    請求項１又は２に記載の透明アンテナ。
  4. 前記第１導電性パターンが第１導電性細線を有し、前記第２導電性パターンが第２導電性細線を有し、
    前記第１導電性細線のピッチＰ１は、前記第２導電性細線のピッチＰ２よりも小さく、
    前記ピッチＰ１が、１．０μｍ以上１０μｍ以下であり、
    前記ピッチＰ２が、２０μｍ以上１０００μｍ以下である、
    請求項１～３のいずれか一項に記載の透明アンテナ。
  5. 単位面積当たりの第１導電性パターンの占有面積率Ｓ１は、単位面積当たりの第２導電性パターンの占有面積率Ｓ２よりも大きく、
    前記占有面積率Ｓ１は、３０％以上９０％以下であり、
    前記占有面積率Ｓ２は、０．１％以上１０．０％以下である、
    請求項１～４のいずれか一項に記載の透明アンテナ。
  6. 前記表面自由エネルギーＥ０と前記表面自由エネルギーＥ１との差（Ｅ０－Ｅ１）が、１０～３０ｍＪ／ｍ２である、
    請求項１～５のいずれか一項に記載の透明アンテナ。
  7. 請求項１～６のいずれか一項に記載の透明アンテナと、
    該透明アンテナの接合部と電気的に接合された半導体素子と、を備える、
    ＲＦタグ。
  8. 前記半導体素子が、異方性導電性接着剤により、前記接合部と電気的に接合されたものである、
    請求項７に記載のＲＦタグ。
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